Hier is het recept om een wegwerpgezichtsmasker te ontsmetten: verwarm het gedurende vijf minuten op 70 graden celcius in een oven. U kunt uw eigen oven gebruiken. De wetenschap bevestigt dat nu, volgens ingenieurs van Rice University die, door middel van uitgebreide experimenten en modellering, hebben vastgesteld dat een goede verwarming het virus dat COVID-19 veroorzaakt, zal elimineren van een standaard chirurgisch wegwerpmasker zonder het masker zelf aan te tasten.
Het werk van werktuigbouwkundig ingenieur Daniel Preston van Rice’s George R. Brown School of Engineering, Rice afgestudeerde student Faye Yap en medewerkers van de University of Texas Medical Branch (UTMB), Galveston, laat zien dat maskers kunnen worden ontsmet en meerdere keren hergebruikt voordat ze worden afgebroken.
Het beste van alles is dat verwarming tot 70 graden Celsius (ongeveer 160 F) meer dan 99,9% van de SARS-CoV-2 en andere virussen die ze hebben getest, heeft gedood en voldoet aan de FDA-richtlijnen voor decontaminatie. Dat is een belofte voor het aanpassen van het protocol om toekomstige uitbraken aan te pakken waarbij persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) kostbaar zijn. Het onderzoek wordt gedetailleerd beschreven in het Journal of Hazardous Materials.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389421026777
De studie is de derde in een reeks naar aanleiding van de COVID-19-pandemie en wordt ondersteund door een National Science Foundation Rapid Response Research-beurs. De eerste paper in augustus 2020 suggereerde dat een thermische benadering van decontaminatie levensvatbaar zou zijn. Het tweede artikel, dat in mei verscheen, vergeleek de effecten van omgevingstemperatuurbereiken op het virus op verschillende locaties in de VS.
https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0020782
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721030758
De huidige studie introduceert een modelleringskader dat onderzoekers kunnen gebruiken om te bepalen hoeveel warmte iemand nodig heeft, en voor hoe lang, om een bepaald virus te doden. Preston wees erop dat het kader niet alleen van toepassing is op virussen in de lucht zoals SARS-CoV-2, maar ook op virussen die op oppervlakken leven en voornamelijk door aanraking worden overgedragen.
Bij het beschrijven van hun strategie beschrijven de studieauteurs Yap en Preston gedetailleerde ontsmettingsmethoden die zijn geprobeerd, maar slechts tot op zekere hoogte werken: blootstelling aan ultraviolet licht, omdat het niet reikt tot in plooien of spleten die veel voorkomen bij maskers; stoom, omdat het de structuur van een masker kan aantasten; of chemische desinfectiemiddelen die schadelijke resten kunnen achterlaten en ook het materiaal kunnen aantasten.
“Over het algemeen is aangetoond dat ultraviolet licht behoorlijk effectief is, vooral voor vlakke of gladde oppervlakken”, zegt Preston, een assistent-professor werktuigbouwkunde. “Er is veel goed werk te doen, maar niet iedereen heeft toegang tot UV, en warmte overwint de problemen die worden veroorzaakt door spleten of vouwen in stoffen.”
Toen Preston zich realiseerde dat er weinig was gedaan om een modelleringskader te creëren voor het ontsmetten van persoonlijke beschermingsmiddelen, besloot hij dat zijn laboratorium geschikt was voor de klus, samen met medewerkers in Galveston die de meeste verwarmingsexperimenten uitvoerden.
“We hebben echt niets in de literatuur gevonden dat duidelijk het effect van temperatuur op de decontaminatie van virussen beschrijft”, herinnert hij zich. “In ieder geval niets dat kan worden toegepast op de pandemie. Dat bracht ons er al in voordat we de subsidie aanvroegen.
“Uiteindelijk is wat we veronderstelden en waarvan we nu hebben vastgesteld dat het waar is, dat de thermische inactivatie van het virus gemakkelijk kan worden verklaard door een combinatie van twee fundamentele relaties”, zei hij. “Een daarvan is de Arrhenius-vergelijking, die de reactieparameters relateert aan de temperatuur. En de andere is de snelheidswet, die die reactieparameters gebruikt om je te vertellen hoe snel een reactie plaatsvindt. In dit geval is de reactie het inactiveren van het virus zelf.”
Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat het masker doorwarmt, zei Yap. Omdat maskers dun zijn, is dat niet zo’n groot probleem als het ontsmetten van grotere objecten, een onderwerp van toekomstig onderzoek door het Preston-lab. Verwarmen tot 70 C zou even goed moeten werken voor stoffen maskers, zolang alle lagen de vereiste temperatuur gedurende vijf volle minuten bereiken.
Ze merkte op dat als de hitte te hoog is, de polymeervezels waaruit de meeste maskers bestaan, zullen smelten, zoals ze zagen in microscoopbeelden van hun monsters. “Bij ongeveer 125 ° C begint de (middelste) filterlaag in het masker te vervormen en bij 160 ° C smelt het”, zei Yap. “Er is een dunne lijn wanneer je het smeltpunt van het materiaal begint te naderen.”
Maar waar het decontaminatieprotocol wel werkt, werkt het heel goed. “Als je de hele massa kunt opwarmen tot de juiste temperatuur, 70 graden C, dan zul je de virussen nog steeds binnen vijf minuten buiten werking stellen”, zei Yap. Zelfs door maskers tot 30 minuten op de juiste temperatuur te verwarmen, werden ze niet significant aangetast, zei ze.
Terwijl COVID-19 hopelijk aan het verdwijnen is in het Westen, zei Preston dat een tekort aan persoonlijke beschermingsmiddelen in veel delen van de wereld een probleem blijft.